Claims (37)
1. Композиция, пригодная для контроля потока жидкости, содержащая множество частиц, способных к набуханию, содержащих собирающий агент, распределенный среди поперечно сшиваемых полимерных цепей, причем указанный собирающий агент, представляет собой:1. A composition suitable for controlling fluid flow, containing many particles capable of swelling, containing a collecting agent distributed among the crosslinkable polymer chains, said collecting agent being:
такой, который будет связываться с полимерными цепями при контакте с жидкостью, способной приводить к набуханию полимерных цепей; иone that will bind to the polymer chains upon contact with a liquid capable of causing the polymer chains to swell; and
выбранный из группы, состоящей из полиакриламида, одной из молекул поливалентного переходного металла III-VII групп, метиленбисакриламида, полиэтиленгликоля, диметакрилата, фенолформальдегида, диаллиламина, триаллиламина, дивинилсульфоната, диэтиленгликоля, полиэтиленимина, дихлорфенола, бензоилпероксида, ди-трет-бутилпероксида, дибутилфосфита водорода, С8-С22-алканов и их смесей.selected from the group consisting of polyacrylamide, one of the molecules of a polyvalent transition metal of groups III-VII, methylene bisacrylamide, polyethylene glycol, dimethacrylate, phenol formaldehyde, diallylamine, triallylamine, divinyl sulfonate, diethylene glycol, benzene-phenyl diphenyl-diphenyl-diphenyl diphenyl-diphenyl-diphenyl-diphenyl-diphenyl-diphenyl-diphenyl-diphenyl-diphenyl-diphenyl-diphenyl-diphenyl-diphenyl-diphenyl-diphenyl-diphenyl-diphenyl-diphenyl-diphenyl-diphenyl-diphenyl-phenyl-diphenyl-diphenyl-phenyl-diphenyl-phenyl-diphenyl-diphenyl-phenyl-diphenyl-diphenyl-phenyl-phenyl-diphenyl-phenyl-diphenyl-phenyl-phenyl-phenyl-phenyl-phenyl-phenyl-phenyl-phenyl-phenyl-phenyl-diphenyl C 8 -C 22 alkanes and mixtures thereof.
2. Композиция по п. 1, где указанный собирающий агент выбран из группы, состоящей из молекул или ионов Сг, Zr, Со, Ti и Al; видов анионов, таких как анионы, выбранные из группы, состоящей из ацетатов, алкилкарбоксилатов, хлоридов, нитратов, фторидов, карбонатов, гидроксилов; и комбинаций вышеперечисленного.2. The composition of claim 1, wherein said collecting agent is selected from the group consisting of molecules or ions of Cr, Zr, Co, Ti, and Al; kinds of anions, such as anions selected from the group consisting of acetates, alkyl carboxylates, chlorides, nitrates, fluorides, carbonates, hydroxyls; and combinations of the above.
3. Композиция по п. 1 или 2, где указанная поперечно сшиваемая полимерная цепь выбрана из группы, состоящей из полимеров или сополимеров гидролизованного полиакриламида, полиакриламида, хлоропренового каучука, нитрильного каучука, гидрофильной сульфонатной смолы, акриламида, лаурилметакрилата, стеарилметакрилата, силикатов, N,N-диметилакриламида и комбинаций вышеперечисленного.3. The composition of claim 1 or 2, wherein said crosslinkable polymer chain is selected from the group consisting of polymers or copolymers of hydrolyzed polyacrylamide, polyacrylamide, chloroprene rubber, nitrile rubber, hydrophilic sulfonate resin, acrylamide, lauryl methacrylate, stearyl acrylate N-dimethylacrylamide and combinations of the above.
4. Композиция по любому из пп. 1-3, где массовое отношение поперечно сшиваемых полимерных цепей к собирающему агенту составляет от приблизительно 2:1 до приблизительно 200:1.4. The composition according to any one of paragraphs. 1-3, where the mass ratio of the crosslinkable polymer chains to the collecting agent is from about 2: 1 to about 200: 1.
5. Композиция по любому из пп. 1-4, где указанные частицы, дополнительно содержат добавку, выбранную из группы, состоящей из веществ, придающих липкость, пластификаторов, поперечно сшивающих агентов, полимеров, отличных от указанного поперечно сшиваемого полимера, ароматических соединений, полисахаридов, раскислителей, регуляторов гелеобразования, наноглин, инициаторов, стабилизаторов, ускорителей и их смесей.5. The composition according to any one of paragraphs. 1-4, where these particles additionally contain an additive selected from the group consisting of tackifiers, plasticizers, cross-linking agents, polymers other than the specified cross-linkable polymer, aromatic compounds, polysaccharides, deoxidizers, gelation regulators, nanoclay, initiators, stabilizers, accelerators and mixtures thereof.
6. Композиция по любому из пп. 1-5, где средний размер указанных частиц, способных к набуханию, составляет от приблизительно 80 нм до приблизительно 10 мм.6. The composition according to any one of paragraphs. 1-5, where the average size of these particles capable of swelling is from about 80 nm to about 10 mm
7. Композиция по любому из пп. 1-6, где указанные частицы имеют начальный средний размер и способны набухать до размера, который по меньшей мере в 30 раз превышает начальный средний размер.7. The composition according to any one of paragraphs. 1-6, where these particles have an initial average size and are able to swell to a size that is at least 30 times the initial average size.
8. Композиция по любому из пп. 1-6, где указанные частицы имеют начальный средний размер и способны набухать до размера, который от приблизительно в 10 раз до приблизительно в 200 раз, и предпочтительно от приблизительно в 30 раз до приблизительно в 100 раз превышает начальный средний размер.8. The composition according to any one of paragraphs. 1-6, where these particles have an initial average size and are able to swell to a size that is from about 10 times to about 200 times, and preferably from about 30 times to about 100 times the initial average size.
9. Способ формирования композиции, пригодной для контроля потока жидкости, включающий:9. A method of forming a composition suitable for controlling fluid flow, including:
(a) полимеризацию множества мономеров в присутствии источника собирающего агента с тем, чтобы сформировать поперечно сшиваемые полимерные цепи;(a) polymerizing a plurality of monomers in the presence of a source of collecting agent so as to form crosslinkable polymer chains;
(b) высушивание и уменьшение среднего размера частиц продукта, полученного на стадии (а), с получением множества частиц, способных к набуханию, содержащих указанный собирающий агент, распределенный среди указанных поперечно сшиваемых полимерных цепей, причем указанный собирающий агент представляет собой:(b) drying and decreasing the average particle size of the product obtained in step (a) to obtain a plurality of swellable particles containing said collecting agent distributed among said crosslinkable polymer chains, said collecting agent being:
(i) такой, который будет связываться с полимерными цепями при контакте с жидкостью; и(i) one that will bind to polymer chains upon contact with a liquid; and
(ii) выбранный из группы, состоящей из мономеров, олигомеров, полимеров, сополимеров, молекул, содержащих переходные металлы III-VII групп, ионов переходных металлов III-VII групп, метиленбисакриламида, полиэтиленгликоля, диметакрилата, фенолформальдегида, диаллиламина, триаллиламина, дивинилсульфоната, диэтиленгликоля, альдегидов, полиэтиленимина, дихлорфенола, бензоилпероксида, ди-трет-бутилпероксида, дибутилфосфита водорода, С8-С22-алканов и их смесей.(ii) selected from the group consisting of monomers, oligomers, polymers, copolymers, molecules containing transition metals of groups III-VII, transition metal ions of groups III-VII, methylene bisacrylamide, polyethylene glycol, dimethacrylate, phenol formaldehyde, diallylamine, triallylamine, divinyl ethyl sulfonate , aldehydes, polyethyleneimine, dichlorophenol, benzoyl peroxide, di-tert-butyl peroxide, hydrogen dibutyl phosphite, C 8 -C 22 alkanes and mixtures thereof.
10. Способ по п. 9, где указанный собирающий агент выбран из группы, состоящей из молекул или ионов Cr, Zr, Со и Al, органических соединений, таких как соединения, выбранные из группы, состоящей из полиэтиленгликоля, диметакрилата, фенолформальдегида, диаллиламина, триаллиламина, дивинилсульфоната, диэтиленгликоль диаллилальдегидов, полиэтиленимина и комбинаций вышеперечисленного.10. The method according to p. 9, where the specified collecting agent is selected from the group consisting of molecules or ions of Cr, Zr, Co and Al, organic compounds, such as compounds selected from the group consisting of polyethylene glycol, dimethacrylate, phenol formaldehyde, diallylamine, triallylamine, divinyl sulfonate, diethylene glycol diallyl aldehydes, polyethyleneimine and combinations of the above.
11. Способ по п. 9 или 10, где указанная поперечно сшиваемая полимерная цепь, сформированная на стадии (а), выбрана из группы, состоящей из полимеров или сополимеров гидролизованного полиакриламида, полиакриламида, ксантана, гуара, хлоропренового каучука, нитрильного каучука, гидрофильной сульфонатной смолы, акриламида, лаурил метакрилата, стеарилметакрилата, силикатов и комбинаций вышеперечисленного.11. The method according to p. 9 or 10, where the specified crosslinkable polymer chain formed in stage (a) is selected from the group consisting of polymers or copolymers of hydrolyzed polyacrylamide, polyacrylamide, xanthan gum, guar, chloroprene rubber, nitrile rubber, hydrophilic sulfonate resins, acrylamide, lauryl methacrylate, stearyl methacrylate, silicates and combinations of the above.
12. Способ по любому из пп. 9-11, где массовое отношение поперечно сшиваемых полимерных цепей к собирающему агенту в частицах, полученных на стадии (b), составляет от приблизительно 2:1 до приблизительно 200:1.12. The method according to any one of paragraphs. 9-11, where the mass ratio of the crosslinkable polymer chains to the collecting agent in the particles obtained in stage (b) is from about 2: 1 to about 200: 1.
13. Способ по любому из пп. 9-12, где указанные частицы, полученные на стадии (b), дополнительно содержат добавку, выбранную из группы, состоящей из веществ, придающих липкость, пластификаторов, поперечно сшивающих агентов, полимеров, отличных от указанного поперечно сшиваемого полимера, ароматических соединений, полисахаридов, раскислителей, регуляторов гелеобразования, наноглин, инициаторов, ускорителей, стабилизаторов и их смесей.13. The method according to any one of paragraphs. 9-12, where these particles obtained in stage (b), additionally contain an additive selected from the group consisting of tackifiers, plasticizers, cross-linking agents, polymers other than the specified cross-linkable polymer, aromatic compounds, polysaccharides, deoxidizers, gelation regulators, nanoclay, initiators, accelerators, stabilizers and mixtures thereof.
14. Способ по любому из пп. 9-13, где указанный источник собирающего агента выбран из группы, состоящей из ацетата циркония, ацетата хрома, ацетата алюминия, цитрата алюминия, ацетата кобальта, цирконил хлорида и смесей вышеперечисленного.14. The method according to any one of paragraphs. 9-13, where the specified source of the collecting agent is selected from the group consisting of zirconium acetate, chromium acetate, aluminum acetate, aluminum citrate, cobalt acetate, zirconyl chloride and mixtures of the above.
15. Способ по любому из пп. 9-14, где средний размер указанных частиц, полученных на стадии (b), составляет от приблизительно 80 нм до приблизительно 10 мм.15. The method according to any one of paragraphs. 9-14, where the average size of these particles obtained in stage (b) is from about 80 nm to about 10 mm
16. Способ по любому из пп. 9-15, где указанные частицы, полученные на стадии (b), имеют начальный средний размер и способны набухать до среднего размера, который по меньшей мере в 40 раз превышает начальный средний размер.16. The method according to any one of paragraphs. 9-15, where these particles obtained in stage (b) have an initial average size and are capable of swelling to an average size that is at least 40 times the initial average size.
17. Способ по любому из пп. 9-15, где указанные частицы, полученные на стадии (b), имеют начальный средний размер и способны набухать до размера, который от приблизительно в 20 раз до приблизительно в 200 раз превышает начальный средний размер.17. The method according to any one of paragraphs. 9-15, where these particles obtained in stage (b) have an initial average size and are able to swell to a size that is from about 20 times to about 200 times the initial average size.
18. Способ изменения или контроля жидкости, присутствующей в окружающей среде, включающий введение композиции в окружающую среду так, что указанная композиция контактирует с жидкостью, причем указанная композиция, содержащая множество частиц, способных к набуханию, содержащих собирающий агент, распределенный среди поперечно сшиваемых полимерных цепей, причем указанный собирающий агент представляет собой такой, который будет связываться с полимерными цепями при контакте с жидкостью, и выбранный из группы, состоящей из мономеров, олигомеров, полимеров, сополимеров, молекул, содержащих переходные металлы III-VII группы, ионов переходных металлов III-VII группы, метиленбисакриламида, полиэтиленгликоля, диметакрилата, фенолформальдегида, диаллиламина, триаллиламина, дивинилсульфоната, диэтиленгликоля, альдегидов, полиэтиленимина, дихлорфенола, бензоилпероксида, ди-трет-бутилпероксида, дибутилфосфита водорода, С8-С22-алканов и их смесей.18. A method of changing or controlling a fluid present in the environment, comprising introducing the composition into the environment such that said composition is in contact with the liquid, said composition comprising a plurality of swellable particles containing a collecting agent distributed among the crosslinkable polymer chains wherein said collecting agent is one which will bind to polymer chains upon contact with a liquid and selected from the group consisting of monomers, oligomers, polymers, copolymers, molecules containing transition metals of group III-VII, transition metal ions of III- group VII, methylenebisacrylamide, polyethyleneglycol dimethacrylate, phenol formaldehyde, diallylamine, triallylamine, divinilsulfonata, diethylene glycol, aldehydes, polyethyleneimine, dichlorophenol, benzoyl peroxide, di-t-butyl peroxide, hydrogen dibutilfosfita, C 8 -C 22 alkanes and mixtures thereof.
19. Способ по п. 18, где при контакте с указанной жидкостью указанные частицы, способные к набуханию, начинают набухать.19. The method according to p. 18, where upon contact with said liquid, said particles capable of swelling begin to swell.
20. Способ по п. 19, где указанное набухание приводит к связыванию, поперечному сшиванию и/или повторному сшиванию поперечно сшиваемого полимера.20. The method according to p. 19, where the specified swelling leads to binding, crosslinking and / or re-crosslinking of the crosslinkable polymer.
21. Способ по п. 19, где указанное набухание вызывает связывание указанных частиц, объединение друг с другом и формирование гелевой массы.21. The method according to p. 19, where the specified swelling causes the binding of these particles, combining with each other and the formation of a gel mass.
22. Способ по любому из пп. 18-21, где указанная жидкость выбрана из группы, состоящей из воды, солевого растворителя и других жидкостей, которые вызывают набухание гелевых частиц.22. The method according to any one of paragraphs. 18-21, where the specified liquid is selected from the group consisting of water, saline solvent and other liquids that cause swelling of the gel particles.
23. Способ по любому из пп. 18-22, где указанная окружающая среда выбрана из группы, состоящей из скважин, трубопроводов и трещин.23. The method according to any one of paragraphs. 18-22, where the specified environment is selected from the group consisting of wells, pipelines and fractures.
24. Способ по любому из пп. 18-23, где указанные частицы имеют начальный средний размер до указанного контакта, и где при контакте с указанной жидкостью указанные частицы набухают до второго среднего размера, который по меньшей мере в 30 раз превышает начальный средний размер.24. The method according to any one of paragraphs. 18-23, where said particles have an initial average size prior to said contact, and where upon contact with said liquid, said particles swell to a second average size that is at least 30 times the initial average size.
25. Способ по любому из пп. 18-23, где указанные частицы имеют начальный средний размер до указанного контакта, и где при контакте с указанной жидкостью указанные частицы набухают до второго среднего размера, который от приблизительно в 10 раз до приблизительно в 200 раз превышает начальный средний размер.25. The method according to any one of paragraphs. 18-23, where said particles have an initial average size prior to said contact, and where, upon contact with said liquid, said particles swell to a second average size that is about 10 times to about 200 times the initial average size.
26. Способ по п. 19, где указанное набухание начинается в течение от приблизительно 0,1 секунд до приблизительно 300 секунд указанного контакта.26. The method of claim 19, wherein said swelling begins within about 0.1 seconds to about 300 seconds of said contact.
27. Способ по п. 24 или 25, где указанный второй средний размер частиц достигается в течение от приблизительно 60 минут до приблизительно 240 часов указанного контакта.27. The method of claim 24 or 25, wherein said second average particle size is achieved within about 60 minutes to about 240 hours of said contact.
28. Способ по любому из пп. 18-27, где указанный собирающий агент выбран из группы, состоящей из молекул или ионов Cr, Zr, Со и Al и их смесей.28. The method according to any one of paragraphs. 18-27, where the specified collecting agent is selected from the group consisting of molecules or ions of Cr, Zr, Co and Al and mixtures thereof.
29. Способ по любому из пп. 18-28, где указанная поперечно сшиваемая полимерная цепь выбрана из группы, состоящей из полимеров или сополимеров гидролизованного полиакриламида, полиакриламида, хлоропренового каучука, нитрильного каучука, гидрофильной сульфонатной смолы, акриламида, лаурилметакрилата, стеарилметакрилата, силикатов и комбинаций вышеперечисленного.29. The method according to any one of paragraphs. 18-28, wherein said crosslinkable polymer chain is selected from the group consisting of polymers or copolymers of hydrolyzed polyacrylamide, polyacrylamide, chloroprene rubber, nitrile rubber, hydrophilic sulfonate resin, acrylamide, lauryl methacrylate, stearyl methacrylate, silicates and.
30. Способ по любому из пп. 18-29, где массовое отношение поперечно сшиваемых полимерных цепей к собирающему агенту составляет от приблизительно 2:1 до приблизительно 200:1.30. The method according to any one of paragraphs. 18-29, where the mass ratio of the crosslinkable polymer chains to the collecting agent is from about 2: 1 to about 200: 1.
31. Способ по любому из пп. 18-30, где указанные частицы, дополнительно содержат добавку, выбранную из группы, состоящей из веществ, придающих липкость, пластификаторов, поперечно сшивающих агентов, полимеров отличных от указанного поперечно сшиваемого полимера, ароматических соединений, полисахаридов, раскислителей, регуляторов гелеобразования, наноглин, инициаторов, ускорителей, стабилизаторов и их смесей.31. The method according to any one of paragraphs. 18-30, where these particles additionally contain an additive selected from the group consisting of tackifiers, plasticizers, cross-linking agents, polymers other than the specified cross-linkable polymer, aromatic compounds, polysaccharides, deoxidizers, gelation regulators, nanoclay, initiators , accelerators, stabilizers and mixtures thereof.